Աշխատանքի և ջերմության հիմնական տարբերությունն այն է, որ աշխատանքը պատվիրված շարժումն է մեկ ուղղությամբ, մինչդեռ ջերմությունը մոլեկուլների պատահական շարժումն է:
Աշխատանքը և ջերմությունը թերմոդինամիկայի երկու կարևորագույն հասկացություններն են: Աշխատանքն ու ջերմությունը խիստ փոխկապակցված են միմյանց հետ, բայց դրանք այնքան էլ նույնը չեն: Աշխատանքն ու ջերմությունը հասկանալու ձգտումը հետ է գնում: Այս երկու հասկացությունների մաքրմամբ դասական թերմոդինամիկան դարձավ ֆիզիկայի «ավարտված» ոլորտներից մեկը: Ե՛վ ջերմությունը, և՛ աշխատանքը էներգիայի հասկացություններ են: Ջերմության և աշխատանքի տեսությունները հսկայական նշանակություն ունեն թերմոդինամիկայի, շարժիչի մեխանիկայի և մեքենաշինության մեջ։
Ի՞նչ է Աշխատանքը
Ֆիզիկայի մեջ մենք աշխատանքը սահմանում ենք որպես հեռավորության վրա գործող ուժի կողմից փոխանցվող էներգիայի քանակություն: Աշխատանքը սկալյար մեծություն է, ինչը նշանակում է, որ աշխատելու մեծություն կա, ուղղություն չկա: Դիտարկենք մի առարկա, որը մենք քաշում ենք կոպիտ մակերեսի վրա: Օբյեկտի վրա գործում է շփում։ Տրված A և B կետերի համար նրանց միջև գոյություն ունի անսահման թվով ուղիներ, հետևաբար կան անսահման բազմաթիվ երթուղիներ՝ տուփը A-ից B տանելու համար: Եթե օբյեկտի անցած հեռավորությունը, երբ մենք այն վերցնում ենք որոշակի ճանապարհով, s, տուփի վրա շփման միջոցով կատարված աշխատանքը F.s է (հաշվի առնելով միայն սկալյար արժեքները)։ Տարբեր ուղիներ ունեն տարբեր x արժեքներ: Հետևաբար, կատարված աշխատանքն այլ է։
Նկար 01. Աշխատանք, որը կատարվել է օբյեկտի «s» հեռավորությունը «F» ուժով տեղափոխելիս
Մենք կարող ենք ապացուցել, որ աշխատանքը կախված է անցած ճանապարհից, ինչը նշանակում է, որ աշխատանքը ուղու գործառույթ է:Պահպանողական ուժային դաշտի համար մենք կարող ենք կատարված աշխատանքը վերցնել որպես պետության գործառույթ։ SI աշխատանքի միավորը Ջուլն է, որն անվանվել է անգլիացի ֆիզիկոս Ջեյմս Ջուլի պատվին։ CGS աշխատանքի միավորը erg. Թերմոդինամիկայի մեջ, երբ մենք ասում ենք աշխատանք, մենք սովորաբար վերաբերում ենք ճնշման աշխատանքին, քանի որ ներքին կամ արտաքին ճնշումը ուժի գեներատորն է, որը կատարում է աշխատանքը: Մշտական ճնշման իրավիճակում կատարված աշխատանքը P. ΔV է, որտեղ P-ն ճնշումն է, իսկ ΔV-ը՝ ծավալի փոփոխությունը:
Ի՞նչ է ջերմությունը:
Ջերմությունը էներգիայի ձև է: Մենք կարող ենք չափել այն Ջոուլով: Թերմոդինամիկայի առաջին օրենքը էներգիայի պահպանման մասին է։ Այն նշում է, որ համակարգին մատակարարվող ջերմությունը հավասար է այդ համակարգի ներքին էներգիայի ավելացմանը գումարած համակարգի կողմից շրջակա միջավայրի վրա կատարված աշխատանքին: Այսպիսով, սա ցույց է տալիս, որ մենք կարող ենք ջերմությունը վերածել աշխատանքի և հակառակը։
Նկար 02. Կրակը արտադրում է ջերմային էներգիա
Ավելին, մենք կարող ենք ջերմությունը սահմանել որպես էներգիա, որը պահվում է որպես մոլեկուլների կամ ատոմների պատահական շարժում: Համակարգում ջերմության քանակը կախված է միայն այն վիճակից, որում գտնվում է համակարգը. հետևաբար ջերմությունը վիճակի ֆունկցիա է։
Ո՞րն է տարբերությունը աշխատանքի և ջերմության միջև:
Աշխատանքը էներգիայի քանակն է, որը փոխանցվում է հեռավորության վրա գործող ուժի միջոցով, մինչդեռ ջերմությունը էներգիայի ձև է: Աշխատանքի և ջերմության հիմնական տարբերությունն այն է, որ աշխատանքը պատվիրված շարժումն է մեկ ուղղությամբ, մինչդեռ ջերմությունը մոլեկուլների պատահական շարժումն է: Ավելին, աշխատանքը ուղու ֆունկցիա է, իսկ ջերմությունը՝ վիճակի ֆունկցիա:
Որպես աշխատանքի և ջերմության ևս մեկ կարևոր տարբերություն՝ մենք կարող ենք ապացուցել, որ աշխատանքը կարող է ամբողջությամբ վերածվել ջերմության, բայց ջերմությունը չի կարող 100%-ով վերածվել աշխատանքի: Ավելին, ջերմությունը էներգիայի ձև է, մինչդեռ աշխատանքը էներգիայի փոխանցման մեթոդ է:Աշխատանքի և ջերմության տարբերության վերաբերյալ ստորև բերված ինֆոգրաֆիկան ավելի մանրամասն համեմատություն է տալիս:
Ամփոփում – Աշխատանք ընդդեմ ջերմության
Աշխատանքը և ջերմությունը հասկացություններ են, որոնք մենք օգտագործում ենք և՛ ֆիզիկայում, և՛ քիմիայում: Աշխատանքը և ջերմությունը փոխկապակցված են, սակայն դրանց միջև կան նաև որոշ տարբերություններ: Աշխատանքի և ջերմության հիմնական տարբերությունն այն է, որ աշխատանքը պատվիրված շարժումն է մեկ ուղղությամբ, մինչդեռ ջերմությունը մոլեկուլների պատահական շարժումն է:
